长期以来,国内外有些人推崇陨石镍元素作为唯一的判断陨石标准,这样的做法令众多陨石爱好者走了弯路。他们并不知道镍元素判断陨石只适用于铁陨石一个种类。这种以偏概全,以点带面的做法,误导了世界各国的陨石爱好者。
事实上,即使是铁陨石,也并非都具有丰富的镍元素,绝大多数的铁陨石也是贫镍的。诸如山东济南市大明湖文庙的铁陨石,其铁元素含量高达99.998%,其中的镍元素也是凤毛麟角,微乎其微。同样的道理,山东莒南的石铁陨石与山西铁陨石镍含量也是如此。国内大部分铁陨石与石铁陨石镍含量极低。
以镍元素判断陨石的方式是以偏概全,除部分铁陨石具有一定含量的镍元素外,绝大多数的各类陨石镍元素极少。镍元素确实并非判断陨石的唯一标准,且大多数陨石中的镍含量差异较大。铁陨石:通常含有一定量的镍元素,这也是传统上人们会关注镍来初步判断陨石的一个重要原因,其镍含量一般在一定的范围区间内,但不同来源和类型的铁陨石镍含量也会有所不同,例如一些典型的铁陨石镍含量可能在百万分之几左右。石陨石:绝大多数石陨石镍元素含量极少,仅含有微量甚至检测不出明显的镍。比如普通球粒陨石等石陨石类别,其主要成分是硅酸盐矿物等,镍并非其主要特征元素。石铁陨石:处于铁陨石和石陨石之间的过渡类型,其镍含量也具有一定的特殊性,相对铁陨石可能较低甚至低于多数石陨石。二、综合判断的重要性仅仅依靠镍元素来判断陨石是不准确的,还需要结合其他多方面的特征。比如陨石的外观特征,通常陨石在穿越大气层时会经历高温烧灼,表面可能形成独特的熔壳;陨石的内部结构和矿物组成也是关键因素,通过专业的仪器分析其矿物成分和结构特点,可以与地球上的岩石进行区分;陨石的密度也可能与普通岩石有差异等。综上所述,仅以镍元素判断陨石确实过于片面,需要综合多种因素进行全面考量。其一,反映陨石的来源和形成环境:镍是亲铁元素,在地球的地核中含量较高,约占 7%。而陨石中所含的镍被认为与地球核心的物质组成有一定的关联,这表明陨石可能来自于类似地核的高温高压环境,或者其形成过程与地球内部的物质演化有关。例如,一些铁陨石中的镍可能是在太阳系形成初期,原始星云物质凝聚和分异过程中,与铁等元素一起聚集形成的 。其二,影响陨石的结构和矿物组成:在陨石中,镍主要存在于铁纹石、镍纹石、陨硫铁等矿物中。这些矿物的元素组成为铁镍金属(陨硫铁中还有硫元素),铁和镍形成合金存在。在石陨石中,铁镍金属呈星状金属颗粒分布,这是因为铁镍在石陨石中的占比要比硅酸盐少;而在铁陨石切片上,可以看到大面积的呈块状的铁镍金属。这种特定的矿物组成和结构,是陨石的重要特征之一,镍元素在其中起到了关键的作用,影响着陨石的物理和化学性质 。其三,作为陨石鉴定的参考依据之一:虽然不能仅依据镍元素来判断一块石头是否为陨石,但镍元素的存在及其含量在一定程度上可以为陨石的鉴定提供参考。大多数陨石含有镍,特别是铁陨石和石铁陨石中镍含量相对较高。通过对镍含量的检测和分析,并结合其他特征,如外观特征(熔壳、气印等)、内部结构、矿物组成、密度等,可以更准确地判断一块石头是否有可能是陨石 。有鉴如此,镍元素在陨石鉴定中具有一定作用,但也存在诸多局限性,具体如下:
不是唯一标准:虽然大部分陨石含有镍,但仍有部分陨石镍含量极少甚至不含镍,如火星陨石、月球陨石以及一些无球粒陨石等。如果仅以镍含量作为判断标准,就会误判这些陨石 。
地球岩石含镍干扰:地球上的一些岩石或矿物中也可能含有镍,如镍矿、含镍的铁矿石等。如果仅通过检测到镍元素就判定为陨石,可能会将这些地球岩石误判为陨石。例如,不小心捡到一块镍矿,仅依据含镍来判别,就会得出错误结果。
无法反映陨石类型:即使陨石中含有镍,镍含量的多少也不能完全确定陨石的具体类型。不同类型的陨石,其镍含量范围可能存在重叠,而且陨石的分类是基于多种因素,包括矿物组成、结构、化学成分等,不能仅依据镍元素来准确区分 。
人工添加镍的误导:在现代工业中,镍被广泛应用于各种合金制造等。一些人造合金或材料中可能会添加镍,如果将这些含镍的人造物品误当作陨石,仅从镍元素角度判断,就可能得出错误结论。并且,早在2011年一些不法分子可能会利用这一点,通过在普通岩石中添加镍来伪造陨石,欺骗收藏者或投资者。
检测方法与误差:镍元素的检测需要专业的设备和技术,且检测过程中可能存在误差。不同的检测方法、仪器精度以及样品的处理方式等,都可能对镍含量的检测结果产生影响,从而影响对陨石的准确判断。此外,对于微量镍的检测,可能由于检测限的问题,难以准确确定其含量是否在陨石的正常范围内。
这里有一个关键的问题:陨石的镍含量与其形成过程密切相关:
首先:反映形成环境与来源:镍是亲铁元素,在地球的地核中含量较高。陨石中所含的镍被认为与地球核心的物质组成有一定关联,这表明陨石可能来自于类似地核的高温高压环境,或者其形成过程与地球内部的物质演化有关。例如,一些铁陨石中的镍可能是在太阳系形成初期,原始星云物质凝聚和分异过程中,与铁等元素一起聚集形成的 。其次:影响陨石的结构和矿物组成。铁纹石和镍纹石的形成:在陨石中,镍主要存在于铁纹石、镍纹石、陨硫铁等矿物中。这些矿物的元素组成为铁镍金属(陨硫铁中还有硫元素),铁和镍形成合金存在。铁陨石主要由铁纹石和镍纹石两种矿物组成,它们的含量和比例决定了陨石的结构和性质。例如,当镍含量在一定范围内时,铁纹石和镍纹石会以特定的方式结晶,形成具有维斯台登构造(魏德曼花纹)的结构,这是铁陨石的一个重要特征 。再次:陨石结构的变化。随着镍含量的变化,陨石的结构也会有所不同。一般来说,当镍含量较低时(如低于 6%),铁纹石可能形成较大的单晶体,陨石具有六面体解理,称为六面体铁陨石;当镍含量适中(约 6 - 14%)时,铁纹石和镍纹石片晶构成的维斯台登构造比较明显,铁纹石和镍纹石片晶呈八面体排列,此类陨石命名为八面体铁陨石;而当镍含量较高(超过 14%)时,细粒八面体铁陨石的维斯台登构造可能消失,只能见到细粒铁纹石和镍纹石呈角砾斑杂状的交生现象;当镍含量达到 25 - 65% 时,会形成无结构的铁陨石,主要由镍纹石组成,含有一些小的铁纹石包体和少许其他矿物 。最后:与形成时间相关。对于具有维斯台登构造的铁陨石,其形成过程需要经历极为漫长的天文时间。因为这种特殊花纹的形成主要靠冷却这一过程,而在宇宙真空环境中,物体只能通过热辐射散热,热能难以传导和对流到外部介质,所以高温的铁陨石要想彻底完成冷却需要花费很长时间,一般在 2000 万年到 2 亿年之间。并且只有在极度缓慢的降温条件下,这种纹路的形成和铁纹石的晶体析出,才会在镍纹石的晶格中沿着某一个晶轴平面的方向成长 。总而言之,陨石在镍元素的多寡与分布不是绝对的,镍元素的含量更是千变万化的。以单纯一个铁陨石镍元素含量来决定所有种类的陨石,本身就是一个偷梁换柱的结果,是某些人故意制造的谎言。可以说,镍元素与任何元素一样,可多可少,可有可无,不是绝对化的元素。